JP4471410B2

JP4471410B2 - 重荷重用ラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP4471410B2
Application number: JP02952799A
Authority: JP
Inventors: 広中田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-02-08
Filing date: 1999-02-08
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2019-02-08
Also published as: EP1026011B1; ES2234520T3; JP2000225810A; EP1026011A3; EP1026011A2; US6578611B2; US20020166614A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建設車両等に装着される重荷重用のラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、建設車両等に装着される空気入りラジアルタイヤは、岩石や砕石が散在する悪路、荒れ地等を重荷重で走行することが多いため、ベルト層の幅方向端に亀裂が生じ、この亀裂がセパレーションへと進展することがある。
【０００３】
このようなベルト端でのセパレーションを抑制するため、従来、例えば特公平３ー２３３６１号公報に記載されているようなラジアルタイヤ、即ち、ベルト層とカーカス層との間に、ベルト層より幅狭で、トレッドセンターに対するコード傾斜角がベルト層のコードより小さいベルト補助層を配置したタイヤが提案されている。そして、このものは、内圧充填時および荷重時における周方向張力の多くの部分をベルト補助層に負担させることで、ベルト層内のコード傾斜角を増大させながらタイヤの径成長を抑制し、これにより、前述のベルト端セパレーションを抑制するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のようにベルト補助層をベルト層とカーカス層との間に配置すると、トレッドセンター部における剛性がかなり高くなるため、ショルダー部における剛性が相対的に低下し、この結果、負荷走行時におけるショルダー部の撓み変形が増大してしまうのである。これにより、トレッドの外輪郭の曲率半径がトレッド全域で一定であるタイヤにおいては、荷重時における接地形状が一様でなくなり、即ち、トレッドセンター部における接地長が制限される一方で、ショルダー部における接地長が増大し、この結果、タイヤの耐摩耗性が低下するとともに、両ショルダー部における発熱量が増大してベルト端に熱セパレーションが生じ易くなるという問題点がある。
【０００５】
この発明は、耐摩耗性および耐ベルト端セパレーション性能を容易に向上させることができる重荷重用ラジアルタイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、ラジアル方向に延びる多数本の非伸長性コードが埋設された略トロイダル状のカーカス層と、該カーカス層の半径方向外側に配置され、トレッドセンターＳに対して傾斜した多数本の非伸長性コードが埋設されている２層以上のベルト層と、これらベルト層の幅方向中央部に積層され、前記ベルト層より幅狭で、トレッドセンターＳに対する傾斜角がベルト層のコードより小さい非伸長性コードが埋設された１層以上のベルト補助層と、前記ベルト層の半径方向外側に配置され、トレッドセンター部からトレッド端まで延びるラグ溝により区画されたラグを有するトレッドとを備えた重荷重用ラジアルタイヤにおいて、
ＴＲＡ規格に規定された標準リムに装着され該規格に規定された空気圧の10％の内圧が充填されているとき、前記ラグの表面のトレッドセンターＳからトレッド幅Ｔの0.225倍だけ離れた内側点P1と0.400倍だけ離れた外側点P2との間に位置させた境界点Ｋより幅方向外側の両側域におけるラグ外輪郭の曲率半径Rsを、前記境界点Ｋより幅方向内側の中央域におけるラグ外輪郭の曲率半径Rcより大とし、且つ、前記境界点Ｋにおいて前記ラグ外輪郭を両者の接線を同一傾斜として連結することにより達成することができる。
【０００７】
この発明においては、トレッドの両側域における外輪郭の曲率半径Rsを中央域における外輪郭の曲率半径Rcより大としているため、トレッドの両側域における外輪郭が直線に近付き、これにより、荷重時のショルダー部における撓み変形量が制限されて接地長の増大が抑制され、ほぼ一様な接地形状を得ることができるのである。この結果、タイヤの耐摩耗性が向上するとともに、両ショルダー部における発熱量が抑制されて耐ベルト端セパレーション性能も向上するのである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、11は建設車両等に装着される重荷重用ラジアルタイヤであり、このタイヤ11は一対のビードコア12と、これらビードコア12間を略トロイダル状に延びるカーカス層13とを有し、このカーカス層13は両端部が前記ビードコア12の回りに折り返されることで該ビードコア12に係留されている。このカーカス層13の内部にはラジアル方向（子午線方向）に延びる非伸長性コードが多数本埋設されている。ここで、非伸長性コードとは、破断時の伸び（Eb）が1〜3％のコードをいい、例えばスチールコードが相当する。
【０００９】
16はカーカス層13の半径方向外側に配置された２層以上、ここでは２層のベルト層であり、各ベルト層16の内部には互いに平行な非伸長性コードが多数本埋設されている。ここで、前記ベルト層16に埋設されているコードはトレッドセンターＳに対して15度から25度の範囲内で傾斜するとともに、これら２層のベルト層16において逆方向に傾斜し互いに交差している。
【００１０】
18は前記ベルト層16の幅方向中央部に積層された１層以上、ここでは２層のベルト補助層であり、これらのベルト補助層18はカーカス層13の半径方向外側でベルト層16の半径方向内側、即ち、これらの間に配置されている。ここで、これらのベルト補助層18をベルト層16の半径方向外側に配置することもできるが、前述のようにカーカス層13とベルト層16との間に配置すれば、耐ベルト端セパレーション性能を向上させることができる。各ベルト補助層18の内部には互いに平行な非伸長性コードが多数本埋設されているが、これらのコードはトレッドセンターＳに対する傾斜角が前記ベルト層16のコードより小さい。そして、これらベルト補助層18のコード傾斜角は 0度より大きく15度以下とすることが好ましい。その理由は、前記コード傾斜角が前述の範囲内にあると、内圧充填時および荷重負荷時における周方向張力の多くの部分をベルト補助層18が負担し、これにより、ベルト層16のコード傾斜角を増大させつつタイヤの径成長を抑制することができるからである。
【００１１】
そして、タイヤの断面を所望の形状に維持して径成長を抑制するためには、２層のベルト補助層18におけるコードの傾斜方向を逆方向とし、隣接するベルト補助層18においてコードを互いに交差せることが好ましい。また、前記ベルト補助層18の幅Ｌはベルト層16より幅狭であり、具体的には、トレッド幅Ｔの0.2〜0.6倍の範囲とすることが好ましい。その理由は幅Ｌがトレッド幅Ｔの 0.2倍未満であると、前述の径成長の抑制効果が充分ではなくなり、一方、 0.6倍を超えると、トレッド部全体の剛性が高くなってしまうからである。なお、前記ベルト補助層18内に埋設されているコードは、トレッドセンターＳに対して同一角度で傾斜した多数本の直線状に延びるコードではなく、小さなピッチで波状に屈曲するとともに、トレッドセンターＳに対する傾斜角が実質的に０度である（実質上周方向に延びる）コードであってもよい。
【００１２】
19はベルト層16の半径方向外側に配置された保護ベルト層であり、この保護ベルト層19の幅はベルト層16の幅より広く、この結果、前記ベルト層16およびベルト補助層18は保護ベルト層19により全幅において覆われている。ここで、この保護ベルト層19内には互いに平行な伸長性コードが多数本埋設されており、これにより、ベルト層16およびベルト補助層18の耐カット性、耐貫通性が向上されている。ここで、伸長性コードとは、破断時の伸び（Eb）が4〜7％のコードをいい、例えばフィラメントを緩く撚り合わせたスチールコードが相当する。
【００１３】
21は前記ベルト層16の半径方向外側に配置されたトレッドであり、該トレッド21はトレッドセンター部からトレッド端まで延びるラグ溝により区画されたラグを有する。このトレッド21は、前記タイヤ11がＴＲＡ規格に規定された標準リムに装着され、該規格に規定された空気圧の10％の内圧が充填された自立状態にあるとき、後述の境界点Ｋより幅方向外側の両側域22におけるラグ外輪郭の曲率半径Rsを、前記境界点Ｋより幅方向内側の中央域23におけるラグ外輪郭の曲率半径Rcより大としている。この結果、トレッド21の両側域22における外輪郭が直線に近付き、これにより、荷重時のショルダー部における撓み変形量が制限されて接地長の増大が抑制され、荷重走行時においてもほぼ一様な接地形状を得ることができるのである。このようなことからタイヤ11の耐摩耗性が向上するとともに、両ショルダー部における発熱量が抑制されて耐ベルト端セパレーション性能も向上するのである。
【００１４】
ここで、ＴＲＡ規格に規定された標準リムとは、アメリカ合衆国の「The Tireand Rim Association Inc. のYear Book」に規定された適用サイズにおける標準リム（DESIGN RIM）のことであり、また、該規格に規定された空気圧とは、ＴＲＡ規格に記載されている適用サイズ・プライレーティングにおける最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことである。
【００１５】
そして、前記トレッド21のラグ表面の両側域22と中央域23との境界点Ｋは、トレッドセンターＳからトレッド幅Ｔの0.225倍だけ軸方向外側に離れた内側点P1と、0.400倍だけ軸方向外側に離れた外側点P2との間に位置させる。その理由は、前記境界点Ｋが内側点P1よりトレッドセンターＳ側に位置していると、ショルダー部におけるゴム量が多くなって該部位が発熱し易くなり、一方、前記境界点Ｋが外側点P2よりトレッド端側に位置していると、外輪郭が直線に近い両側域22の幅が狭くなって、ショルダー部における接地長の増大をあまり抑制できないからであるが、前述の範囲内であると、耐摩耗性、耐ベルト端セパレーション性能の向上を確実なものとすることができる。ここで、前記境界点Ｋにおいては、両側域22と中央域23とのラグ外輪郭は角を形成することなく円滑に連結、即ち、境界点Ｋにおける両者の接線を同一傾斜として連結している。
【００１６】
また、前記中央域23における外輪郭の曲率半径Rcは、タイヤ断面高さShの 1.8倍以上とすることが好ましい。その理由は、曲率半径Rcがタイヤ断面高さShの 1.8倍未満であると、トレッドセンター部における撓み変形が過度に大きくなってベルト補助層18による径成長抑制効果がキャンセルされてしまい、形状の効果を発揮できにくくなるが、 1.8倍以上であると、荷重時のショルダー部における撓み変形量を充分に制限することができるからである。一方、前記曲率半径Rcがタイヤ断面高さShの 5.5倍を超えると、トレッドセンター部における撓み変形（接地圧）が過度に小さくなるため、ショルダー部が荷重の大部分を受けるようになり、この結果、ショルダー部における発熱量が増大するとともに、耐摩耗性が低下してしまうのである。このようなことから、前記曲率半径Rcは、タイヤ断面高さShの 1.8倍から 5.5倍の範囲が好ましい。
【００１７】
さらに、前記両側域22における外輪郭の曲率半径Rsは、中央域23における外輪郭の曲率半径Rcの 1.3倍以上とすることが好ましい。その理由は、曲率半径Rsが曲率半径Rcの 1.3倍未満であると、タイヤ11の接地形状が丸くなってトレッドセンター部の接地圧が上昇し、これにより、ベルト補助層18の径成長抑制効果が発揮しにくくなって耐摩耗性、耐セパレーション性能が低下してしまうからである。ここで、前記両側域22における外輪郭の曲率半径Rsの上限は無限大、即ち両側域22における外輪郭が直線（平坦）となるまでである。これは、前記両側域22における外輪郭の曲率が逆転する、即ち、曲率中心が外輪郭の半径方向外側に位置するようになると、ショルダー部の接地長が長くなり過ぎて、ショルダー部での耐摩耗性、耐ベルト端セパレーション性能が低下してしまうからである。
【００１８】
【実施例】
次に、試験例を説明する。この試験に当たっては、従来タイヤと、供試タイヤ１〜１４とを準備した。ここで、各タイヤのサイズはORR 40.00R57であり、そのトレッド幅Ｔは 970mm、タイヤ断面高さShは1060mmであった。また、従来タイヤおよび供試タイヤ１〜１１においては、ベルト層とカーカス層との間に、コード傾斜角が右上がり 8度のコードが埋設された幅 440mmの第１ベルト補助層と、コード傾斜角が左上がり 7度のコードが埋設された幅 400mmの第２ベルト補助層とを配置するとともに、トレッドセンターＳから境界点Ｋまでの距離をトレッド幅Ｔの0.60倍としている。
【００１９】
一方、供試タイヤ１２においては、ベルト層の半径方向外側に、コード傾斜角が左上がり 9度のコードが埋設されている幅 400mmのベルト補助層を１層だけ配置するとともに、トレッドセンターＳから境界点Ｋまでの距離をトレッド幅Ｔの0.70倍とし、また、供試タイヤ１３においては、ベルト層とカーカス層との間に、コード傾斜角が右上がり 7度のコードが埋設されている幅 420mmのベルト補助層を１層だけ配置するとともに、トレッドセンターＳから境界点Ｋまでの距離をトレッド幅Ｔの0.70倍としている。さらに、供試タイヤ１４においては、ベルト層とカーカス層との間に、コード傾斜角が左上がり 7度のコードが埋設されている幅 500mmの第１ベルト補助層と、コード傾斜角が右上がり10度のコードが埋設されている幅 560mmの第２ベルト補助層とを配置するとともに、トレッドセンターＳから境界点Ｋまでの距離をトレッド幅Ｔの0.49倍としている。
【００２０】
そして、このような各タイヤをＴＲＡ規格で規定された標準リム（29.00／6.0×57）に装着した後、該ＴＲＡ規格に規定された空気圧の10％の内圧（ 0.7kg/cm^２）を充填し、この状態で測定した両側域の外輪郭の曲率半径Rs（mm）および中央域における外輪郭の曲率半径Rc（mm）を以下の表１に示している。また、この表１には曲率半径Rcをタイヤ断面高さShで除した値および曲率半径Rsを曲率半径Rcで除した値も示している。ここで、曲率半径が無限大とは、外輪郭が直線（平坦）であることを意味する。
【００２１】
【表１】

【００２２】
次に、前記各タイヤにＴＲＡ規格で規定された空気圧（ 7kg/cm^２）を充填した後、ＴＲＡ規格に規定された標準荷重の 1.2倍の荷重（ 72ton）を負荷しながら試験ドラムに押し付け、時速10kmで従来タイヤのベルト端にセパレーションが発生するまで走行させ、このセパレーション発生時点で全タイヤの走行を停止させた。その後、各タイヤを解剖してベルト端に発生している亀裂長さを測定し、従来タイヤにおける平均値を 100として表１に指数表示した。ここで、耐セパ性とは耐ベルト端セパレーション性能を意味し、数値が大きいほど良好である。また、各タイヤの走行終了時におけるトレッド溝の残存深さを測定し、従来タイヤの残存深さを 100として前記表１に指数表示した。ここで、数値が大きいほど耐摩耗性は良好である。
【００２３】
このように曲率半径Rsを曲率半径Rcより大とすると、耐ベルト端セパレーション性能および耐摩耗性を向上させることができ、特に、曲率半径Rcをタイヤ断面高さShの1.8〜5.5倍の範囲内としたとき、および曲率半径Rsを曲率半径Rcの 1.3倍以上としたときには、耐ベルト端セパレーション性能および耐摩耗性をさらに確実に向上させることができる。ここで、標準荷重とは、ＴＲＡ規格に記載されている適用サイズ・プライレーティングにおける最大荷重（最大負荷能力）のことである。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、耐摩耗性および耐ベルト端セパレーション性能を容易に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示すタイヤの子午線断面図である。
【符号の説明】
11…重荷重用ラジアルタイヤ 13…カーカス層
16…ベルト層 18…ベルト補助層
21…トレッド 22…両側域
23…中央域Ｓ…トレッドセンター
Ｔ…トレッド幅Ｋ…境界点
Sh…タイヤ断面高さ P1…内側点
P2…外側点

Claims

ラジアル方向に延びる多数本の非伸長性コードが埋設された略トロイダル状のカーカス層と、該カーカス層の半径方向外側に配置され、トレッドセンターＳに対して傾斜した多数本の非伸長性コードが埋設されている２層以上のベルト層と、これらベルト層の幅方向中央部に積層され、前記ベルト層より幅狭で、トレッドセンターＳに対する傾斜角がベルト層のコードより小さい非伸長性コードが埋設された１層以上のベルト補助層と、前記ベルト層の半径方向外側に配置され、トレッドセンター部からトレッド端まで延びるラグ溝により区画されたラグを有するトレッドとを備えた重荷重用ラジアルタイヤにおいて、
ＴＲＡ規格に規定された標準リムに装着され該規格に規定された空気圧の10％の内圧が充填されているとき、前記ラグの表面のトレッドセンターＳからトレッド幅Ｔの0.225倍だけ離れた内側点P1と0.400倍だけ離れた外側点P2との間に位置させた境界点Ｋより幅方向外側の両側域におけるラグ外輪郭の曲率半径Rsを、前記境界点Ｋより幅方向内側の中央域におけるラグ外輪郭の曲率半径Rcより大とし、且つ、前記境界点Ｋにおいて前記ラグ外輪郭を両者の接線を同一傾斜として連結したことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。